автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Адаптивные псевдолинейные корректирующие устройства систем автоматического управления



На правах рукописи

Скороспешкин Максим Владимирович

АДАПТИВНЫЕ ПСЕВДОЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям: промышленность)

- з ДЕК 2009

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск-2009

003487063

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Томский политехнический университет".

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Цапко Геннадий Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Малышенко Александр Максимович

кандидат технических наук, доцент Бойченко Иван Валентинович

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет", г. Новосибирск

Защита состоится 16 декабря 2009 г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.06 при Томском политехническом университете по адресу: 634034, г. Томск, ул. Советская, 84, институт «Кибернетический центр» ТПУ.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке Томского политехнического университета по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского, 55.

Автореферат разослан «73» ноября 2009 г.

Ученый секретарь

совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций

Д 212.269.06 *

к. т. н., доцент М. А. Сонькин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Существенной практической проблемой автоматического управления является нестационарность параметров объекта управления. В условиях, когда происходит изменение свойств управляемого объекта, первоначальные настройки регулятора не обеспечивают требуемого качества, а в некоторых случаях и устойчивости систем управления. Большую чувствительность по устойчивости и качеству управления к изменению свойств объекта управления имеют параметрически оптимизируемые регуляторы. В таких случаях применяются адаптивные системы управления.

Проблеме адаптивного управления посвящено достаточно много работ. Известными работами в теории адаптивного управления являются труды Фельдбаума A.A., Цыпкина ЯЗ., Солодовникова В.В., Красовского A.A., Фрадкова A.JL, Ядыкина И.Б., Егупова Н.Д., Рутковского В.Ю. Но интерес к этой проблеме лишь усиливается, что объясняется постоянным повышением требований к качеству систем управления, а так же наличием на рынке средств автоматизации свободно программируемых контроллеров и их относительно невысокой стоимостью. Использование таких контроллеров в системах управления позволяет обеспечить эффективное управление объектами с нестационарными параметрами при наличии соответствующих законов управления и методов коррекции динамических свойств.

Большинство промышленных адаптивных систем управления построено на базе ПИД-регуляторов, параметры которых подстраиваются в процессе работы. Однако возможности адаптивных ПИД-регуляторов весьма ограничены. Они не всегда гарантируют требуемое качество управления при изменении свойств объекта управления в широких пределах. В то же время известна эффективность нелинейных и псевдолинейных корректирующих устройств (КУ). Такие устройства рассмотрены в работах Топчеева Ю.И., Попова Е.П., Хлыпало Е.И., Шарова С.Н. Они позволяют корректировать амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики в широких пределах независимо друг от друга.

Поэтому перспективной структурой адаптивной системы управления можно считать такую, в состав которой входит ПИД-регулятор, имеющий постоянные настройки, и корректирующее устройство, параметры которого подстраиваются в процессе работы. Применение систем управления с адаптивными корректирующими устройствами позволяет сохранить устойчивость и требуемое качество управления объектами, параметры которых в процессе работы претерпевают существенные изменения.

Целью работы является разработка и программная реализация адаптивных корректирующих устройств на базе промышленных микропроцессорных контроллеров.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Выбор корректирующих устройств, обеспечивающих независимое изменение амплитудной и фазовой частотных характеристик, и исследование их свойств и возможности использования в составе адаптивной системы.

2. Разработка псевдолинейных корректирующих устройств с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 175 градусов, и разработка псевдолинейного корректирующего устройства, обладающего форсирующим свойством.

3. Разработка способов подстройки корректирующих устройств, основанных на оценке интегрального критерия на заданном временном интервале и текущей оценке значений АЧХ и ФЧХ объекта управления.

4. Разработка структуры и проведение исследований свойств систем управления с псевдолинейными корректирующими устройствами с амплитудным подавлением и фазовым опережением, корректирующими устройствами с запоминанием экстремума, а так же псевдолинейным корректирующим устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы.

5. Разработка способа реализации псевдолинейной коррекции, основанного на выборе типа адаптивного корректирующего устройства с помощью аппарата нечеткой логики.

6. Разработка программного обеспечения для промышленных контроллеров КРСКХ-500 и Ремиконт Р—130, реализующего адаптивное управление на основе подстройки корректирующих устройств.

7. Разработка инженерной методики синтеза систем автоматического регулирования (САР) с адаптивными корректирующими устройствами.

Методы исследования. При решении задач, поставленных в диссертации, использовались методы теории автоматического управления, нечеткой логики, методы цифровой обработки информации, теория идентификации, методы математического имитационного моделирования с использованием инструментальных средств автоматизации математических и инженерных вычислений МаЛаЬ (витшИпк), МаЛСАО.

Научную новизну работы определяют:

1. Способ адаптивного управления, основанный на применении ПИД-регулятора с постоянными параметрами и подстраиваемым корректирующим устройством.

2. Способ адаптивного управления, основанный на применении ПИД-регулятора с постоянными параметрами и псевдолинейного корректирующего устройства с раздельными каналами для амплитуды и фазы с подстройкой его параметров на основе стабилизации значения АЧХ

и ФЧХ на заданной частоте.

3. Адаптивные псевдолинейные корректирующие устройства с запоминанием экстремума производной входного сигнала, обеспечивающие фазовое опережение, меняющееся в диапазоне от 0 до 175 градусов, и форсирующее псевдолинейное корректирующее устройство.

4. Адаптивное псевдолинейное корректирующее устройство с подстройкой параметров на основе аппарата нечеткой логики.

5. Реконфигурируемое псевдолинейное корректирующее устройство.

Практическую ценность работы составляют:

1. Структуры систем управления с адаптивными корректирующими устройствами.

2. Модели систем управления с адаптивными корректирующими устройствами, разработанные в среде МаЛаЬ (БишИпк).

3. Программные модули адаптивной коррекции динамических свойств САР, разработанные для контроллеров КРОСС-500 и Ремиконт Р—130.

4. Инженерная методика синтеза системы управления с адаптивным корректирующим устройством.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных результатов и зависимостей обеспечивается их соответствием теоретическим положениям теории автоматического управления и теории адаптации, соответствием результатов, определенных теоретическим путем, результатам, полученным экспериментально на основе программной реализации алгоритмов адаптации на базе промышленных микропроцессорных контроллеров КРОСС-500 и Ремиконт Р—130, и проверкой работоспособности на лабораторном комплексе в режиме реального времени. А так же согласованием результатов экспериментов, полученных с помощью разработанного программного обеспечения, с результатами расчетов с помощью широко распространенных программных продуктов МаШСАБ и МаЛаЬ (БшшИпк).

Внедрение работы. Программные модули и методика синтеза систем управления с адаптивными корректирующими устройствами используются на ООО "Томскнефтехим" (г. Томск), ООО "Кавенит" (г. Томск). Результаты исследований и разработок, полученные в диссертационной работе, использованы так же в учебном процессе кафедры автоматики и компьютерных систем Томского политехнического университета при выполнении студентами лабораторной работы "Адаптивные псевдолинейные корректирующие устройства" при изучении курса "Автоматизированное управление в технических системах" и в процессе дипломного проектирования.

Практическое использование результатов диссертационных исследований подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. Всероссийских научных конференциях молодых ученых: «НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ», г. Новосибирск, 2003-2006 гг.

2. II Международной научно-практической конференции «Составляющие научно-технического прогресса», г. Тамбов, 2006 г.

3. IV международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2006», г. Калининград, 2006 г.

4. IV, V и VI Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии», г. Томск, 2006-2008 гг.

5. XII, XIII, XIV и XV Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», г. Томск, 2006-2009 гт.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 28 работ, включая 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 135 наименований, содержит 205 печатных страниц основного текста, 136 рисунков и 6 таблиц.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Структура адаптивной системы управления с ПИД-регулятором, имеющим постоянные настройки, и адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством.

2. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметра псевдолинейного корректирующего устройства с амплитудным подавлением.

3. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметров псевдолинейного корректирующего устройства с фазовым опережением.

4. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметров псевдолинейного корректирующего устройства с амплитудным и фазовым каналами.

5. Методика определения значения ФЧХ разомкнутой системы на фиксированной частоте по значениям АЧХ разомкнутой и замкнутой систем.

6. Методика синтеза систем управления с ПИД-регулятором и адаптивным реконфигурируемым корректирующим устройством.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность проблемы разработки адаптивных

корректирующих устройств систем автоматического управления, сформулированы цель и задачи исследований, обозначены основные пункты научной новизны и практической ценности результатов исследований, представлена структура диссертационной работы.

В первой главе приводится анализ принципов построения адаптивных систем управления, на основании которого предложена структура и принципы построения адаптивных систем с подстраиваемым корректирующим устройством. Обобщенная структура такой системы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Обобщенная структура адаптивной системы управления с подстраиваемым корректирующим устройством

На рисунке 1 введены следующие обозначения: БА-блок адаптации; БКУ-блок корректирующих устройств; КУ-корректирующее устройство определенного типа; ГПС-генератор пробных сигналов; £-задающее воздействие, у-выходной сигнал системы управления; г-возмущающее воздействие; ^-параметр, характеризующий изменение свойств объекта управления; я-сигнал, определяющий текущую структуру корректирующего устройства; р—сигнал, определяющий текущие параметры корректирующего устройства; Л'-параметр, определяющий разновидность адаптивного корректирующего устройства. Значение данного параметра определяет типы корректирующих устройств, участвующих в работе системы, и способы подстройки корректирующего устройства.

Работает данная система следующим образом. На основании реакции системы управления на пробный сигнал осуществляется оценка качества системы управления в текущий момент времени. Критериями качества могут выступать интегральный критерий, перерегулирование и затухание. В качестве пробного сигнала может использоваться прямоугольный, пилообразный импульс или синусоидальный сигнал, который складывается с задающим воздействием. Суммарный сигнал поступает на вход корректирующего устройства.

В том случае, когда качество отработки пробного сигнала является

неудовлетворительным, осуществляется либо оценка параметров системы управления, с последующей подстройкой корректирующего устройства, либо прямая подстройка корректирующего устройства, осуществляемая с помощью поисковой процедуры. Оценка параметров системы управления осуществляется частотным методом и реализуется путем подачи гармонического сигнала фиксированной частоты, который суммируется с задающим воздействием. После определения значения амплитудно-частотной характеристики системы на данной частоте осуществляется определение структуры и параметров корректирующего устройства. При использовании прямой подстройки используется итерационная процедура на основе градиентного метода.

Реализация процедуры выбора типа корректирующего устройства, используемого в текущий момент времени, основана на применении аппарата нечеткой логики.

В основу построения адаптивной системы с подстраиваемым корректирующим устройством положены следующие принципы:

• принцип подстройки КУ с постоянной настройкой регулятора;

• принцип многорежимности работы блока адаптации;

• принцип оценки качества регулирования по векторному критерию;

• принцип структурной и параметрической адаптации.

Проводится обзор линейных и нелинейных корректирующих устройств, в результате которого для коррекции выбраны псевдолинейные корректирующие устройства, характеризующиеся тем, что их частотные характеристики не зависят от амплитуды входного сигнала и обеспечивают независимое изменение АЧХ и ФЧХ.

В состав блока корректирующих устройств включены следующие псевдолинейные корректирующие устройства:

• корректирующее устройство с амплитудным подавлением, характеризующееся подавлением коэффициента усиления с ростом частоты без изменения фазового сдвига;

• корректирующее устройство с фазовым опережением, характеризующееся увеличением фазового опережения с ростом частоты без изменения коэффициента усиления;

• корректирующее устройство с раздельными каналами для амплитуды и фазы, характеризующееся подавлением коэффициента усиления, сопровождаемое увеличением фазового опережения с ростом частоты.

Приводится структура и дается математическое описание свойств этих устройств, полученное на основе метода гармонической линеаризации.

Показывается необходимость разработки корректирующих устройств, обеспечивающих изменение фазового сдвига в диапазоне от 0 до 175 градусов.

Во второй главе проведена разработка и исследование свойств следующих корректирующих устройств:

• псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума производной от входного сигнала и фазовым опережением,

меняющимся в диапазоне от 90 до 175 градусов;

• псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума производной от входного сигнала и фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 120 градусов;

• псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума входного сигнала с форсирующим свойством.

Структурная схема псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума производной от входного сигнала и фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 90 до 175 градусов, представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Структурная схема псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума производной от входного сигнала и фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 90 до 175 градусов

Псевдолинейное корректирующее устройство содержит дифференцирующее звено ДЗ; блок определения и запоминания максимального значения ЗУ1; блок определения и запоминания минимального значения ЗУ2; нуль-орган НО, предназначенный для сброса максимального и минимального значений; сумматор СМ; блок масштабирования БМ; элемент сравнения ЭС; сигнум-реле СР; блок умножения БУ; блок определения модуля МД.

Формула зависимости фазового сдвига от коэффициента передачи К блока масштабирования, полученная на основе метода гармонической линеаризации путем аппроксимации методом наименьших квадратов, имеет вид Ф(К) = 95.072Л:3 - 95.396АГ2 + 84.531К + 88.339.

При изменении коэффициента К корректирующего устройства от 0 до 1, фазовый сдвиг КУ меняется от 0 до 175 градусов.

Данное корректирующее устройство используется в качестве адаптивного в составе САР для получения необходимого фазового сдвига.

Подобную структуру имеет псевдолинейное корректирующее устройство с запоминанием экстремума производной от входного сигнала и фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 120 градусов.

Отличие его от предыдущего корректирующего устройства состоит в отсутствии блока умножения, что обеспечивает возможность изменения фазового сдвига от нуля градусов и небольшую амплитуду высших гармоник.

Формула зависимости фазового сдвига от коэффициента передачи К блока

масштабирования для такого корректирующего устройства, полученная на основе метода гармонической линеаризации путем аппроксимации методом наименьших квадратов, имеет вид

ф(/О = -40.774-Я3 + 113.26-Л:2-9.904-Л: + 1.671.

При изменении коэффициента К корректирующего устройства от 0 до 1.8, фазовый сдвиг КУ меняется от 0 до 120 градусов.

Рассмотренное корректирующее устройство имеет положительный фазовый сдвиг, не зависящий от частоты, и используется в качестве адаптивного в составе САР для коррекции фазового сдвига.

Предложено псевдолинейное корректирующее устройство с запоминанием экстремума входного сигнала, обладающее форсирующим свойством. В основу структуры такого устройства положена структура, представленная на рисунке 2. Данное устройство характеризуется тем, что вносит положительный фазовый сдвиг, не зависящий от частоты, и формирует форсирующий сигнал на определенном временном интервале, позволяющий улучшить качество переходный процессов.

На рисунке 3 показан вид выходного сигнала корректирующего устройства.

12 3 4 5 6 7 8 9 [£.

Рисунок 3 - Вид выходного сигнала псевдолинейного корректирующего устройства с запоминанием экстремума входного сигнала с форсирующим

свойством

Данное устройство включается параллельно ПИД-регулятору.

На базе описанных выше корректирующих устройств разработаны их модификации, характеризующиеся устойчивостью к высокочастотным помехам.

Проведено исследование свойств адаптивных систем с использованием различных типов корректирующих устройств. Структура таких систем представлена на рисунке 4. В состав системы входят: ГПС-генератор пробного сигнала; БОК-блок определения критерия качества системы; БНКУ-блок настройки корректирующего устройства; КУ-корректирующее устройство определенного типа; РЕГ-регулятор; ОУ-объект управления, свойства которого меняются с течением времени.

Исследование работы такой системы проводилось при использовании псевдолинейных корректирующих устройств с амплитудным подавлением и с фазовым опережением. Данная система относится к классу поисковых адаптивных систем. Показателем качества, определяемым в БОК для системы с корректирующим устройством с амплитудным подавлением, является значение

перерегулирования, а для системы с корректирующим устройством с фазовым опережением - значение интегрального критерия. Показатели качества определяются на заданном временном интервале, после воздействия на систему пробного сигнала прямоугольной формы, накладываемого ГПС в процессе работы САР на задающее воздействие.

Рисунок 4 - Структура адаптивной системы с корректирующим устройством

В БНКУ, в зависимости от отклонения показателей качества от требуемых, на основе итерационной процедуры осуществляется корректировка параметров настройки используемого корректирующего устройства.

На рисунках 5 и 6 показаны используемые в работе структуры корректирующих устройств с амплитудным подавлением и фазовым опережением.

Рисунок 5 - Структура корректирующего устройства с амплитудным подавлением

Рисунок 6 - Структура корректирующего устройства с фазовым опережением

В составе корректирующего устройства с фазовым опережением содержится интегро-дифференцирующее звено с передаточной функцией вида

Г-5 + 1

---------

ф Г 7,4 + 1

(1)

Подстраиваемым параметром в данных устройствах является постоянная времени Т.

Проведено исследование работы систем управления объектом второго порядка с ПИ-регулятором и описанными выше подстраиваемыми корректирующими устройствами.

Передаточная функция объекта управления имеет вид

2 Л • (2)

/1 -5 + 12 ' Я +1

Численные значения параметров объекта управления приняты равными 7]=1 е.; Г2= 3 е.; К= 1. Параметры ПИ-регулятора приняты равными АГП=1; Тн—2 с. Значение постоянной времени Т корректирующего устройства, с которым САР запускается в работу, принято равным 0.01 с.

Исследование проводилось при изменении постоянной времени объекта управления 7] в диапазоне от 1 с. до 3 с.

На рисунке 7 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс подстройки корректирующего устройства с амплитудным подавлением.

управления в процессе подстройки корректирующего устройства

После запуска системы в работу и окончания переходного процесса на задающее воздействие, в момент времени /1 блоком ГПС в САР подается первый пробный сигнал, затем в блоке БОК определяется значение перерегулирования, которое в момент времени /2 запоминается в блоке БНКУ в качестве эталонного. В момент времени /3 в системе регулирования происходит изменение постоянной времени объекта управления 7} со значения 7!=1с. до значения 75=3с. Это вызывает уменьшения запаса устойчивости САР и переходный процесс становится колебательным. В момент времени ¿4 блок ГПС посылает в САР очередной импульс, после чего в блоке БОК определяется текущее значение перерегулирования, которое в блоке БНКУ сравнивается с эталонным значением перерегулирования, и после сравнения осуществляется подстройка корректирующего устройства. Подстройка осуществляется последовательными шагами с приращением АГ=10с. в моменты времени /5, Л, /9. В процессе подстройки постоянная времени Т корректирующего устройства изменилась со значения ГЮ.01 с. до значения Г =30.01 с.

Система имела исходные показатели качества: СТ=2.8 %, время регулирования 7^=5.9 с. Показатели качества после изменения постоянной

времени объекта управления: СУ =53.5%, время регулирования ГреГ=140.6 с. Показатели качества после подстройки КУ: С =2.2 %, время регулирования Грег=16.71 с.

Исследования адаптивной системы с корректирующим устройством с фазовым опережением так же показали её работоспособность и эффективность.

Проведено исследование адаптивной системы с корректирующим устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы. Структура такой системы представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Структура адаптивной системы с корректирующим устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы

На рисунке 8 использованы следующие обозначения: W^Qs}-передаточная функция объекта управления; ^„(^передаточная функция регулятора; Жпдау(£)~передаточная функция псевдолинейного двухканального корректирующего устройства; Ф-полосовой фильтр; БНПДКУ-блок настройки псевдолинейного двухканального корректирующего устройства; БОЧХ-блок определения частотных характеристик; УУ-управляющее устройство; УК-управляемый ключ; ГПС-генератор пробного сигнала, вырабатывающий синусоидальный сигнал вида Д, sin co0í.

Структура псевдолинейного корректирующего устройства с раздельными каналами для амплитуды и фазы представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Структура корректирующего устройства с раздельными каналами

для амплитуды и фазы

Передаточная функция звена, составляющего основу амплитудного

канала, имеет вид

К

Ид (*) = " А Т-я +1

Передаточная функция звена, составляющего основу фазового канала, определяется формулой (1).

Принцип работы адаптивной системы заключается в следующем. В процессе работы системы происходит изменение параметров объекта управления. При этом происходит изменение коэффициента передачи и фазо-частотной характеристики объекта управления. В процессе работы на основании сигналов, характеризующих значение ошибки системы, выходной величины объекта управления и параметров поискового сигнала, в блоке БОЧХ определяется произошедшее изменение значений коэффициента передачи и значения фазо-частотной характеристики системы управления на частоте ю0.

На основе данной информации определяются численные значения параметров корректирующего устройства, при которых обеспечиваются компенсация влияния изменения параметров объекта управления на частотные характеристики системы управления.

Особенностью данной адаптивной системы является то, что значение фазового сдвига разомкнутой системы определяется по значениям АЧХ разомкнутой и замкнутой систем, нахождение которых проводится после подачи в систему синусоидального пробного сигнала. В этом случае упрощается процедура определения фазового сдвига, особенно в присутствии помех.

Получена формула, устанавливающая связь между величиной фазового сдвига разомкнутой системы и амплитудно-частотными характеристиками замкнутой системы. Данная формула имеет вид

2-А32(щ)-Ап(со0)-Ка где Лп(со0), ¿Дшо) ~ коэффициенты передачи по амплитуде прямой цепи и замкнутой системы; КА - статический коэффициент передачи датчика цепи обратной связи.

Определение требуемых параметров корректирующего устройства осуществляется с помощью кусочно-линейных функций, устанавливающих связь между фазовым сдвигом, вносимым корректирующим устройством на частоте <о0, коэффициентом передачи корректирующего устройства, и параметрами настройки соответствующих каналов корректирующего устройства.

На рисунке 10 приведена иллюстрация процесса подстройки корректирующего устройства, проведенного для системы управления объектом, рассмотренным выше.

Рисунок 10 - Кривые и характер изменения выходной координаты объекта управления в процессе подстройки корректирующего устройства

В момент времени /4 произошло изменение параметров объекта управления со значений 7]=1 е.; А"=1 до значений 7] =2 с. ;К= 5. Это привело к возникновению в момент времени /5 колебательного переходного процесса с большим перерегулированием. После проведения подстройки переходный процесс, начало которого происходит в момент времени t8, характеризует восстановление показателей качества системы.

Показатели качества при запуске САР в работу: перерегулирование <7=2.8 %, время регулирования Грег=5.9 с.

Показатели качества после изменение параметров объекта управления: перерегулирование СГ=60.7 %, время регулирования 7^=19.60 с.

Показатели качества после подстройки параметров корректирующего устройства: перерегулирование G =0 %, время регулирования Грег=8.9 с.

Кроме описанных выше систем проведено так же исследование работы систем с корректирующим устройством с запоминанием экстремума производной от входного сигнала с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 90 до 175 градусов; с корректирующим устройством с запоминанием экстремума производной от входного сигнала с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 120 градусов; с корректирующим устройством с запоминанием экстремума входного сигнала с форсирующим свойством.

Результаты исследования систем с корректирующими устройствами различного типа позволили выработать рекомендации по их использованию, основными из которых являются следующие:

• корректирующее устройство с амплитудным подавлением целесообразно применять в составе систем управления, не требующих высокого быстродействия, для объектов, у которых нестационарность параметров приводит к колебательным, медленно затухающим переходным процессам;

• корректирующее устройство с фазовым опережением целесообразно применять в составе систем управления, требующих высокого быстродействия, для объектов, у которых нестационарность параметров

приводит к колебательным, затухающим переходным процессам;

• корректирующее устройство с раздельными каналами для амплитуды и фазы целесообразно применять в составе систем управления объектами, допускающими подачу на вход гармонических колебаний небольшой амплитуды;

• корректирующие устройства с запоминанием экстремума целесообразно применять в системах управления, в процессе работы которых изменения свойств объекта управления приводит к значительному изменению фазо-частотной характеристики, особенно на низких частотах. Применение этих устройств позволяет осуществлять подъем фазо-частотной характеристики в широком диапазоне частот, включая низкочастотную область.

Адаптация системы управления путем подстройки корректирующего устройства обладает следующими особенностями по отношению к системе с подстройкой параметров регулятора:

• не требуется проводить идентификацию объекта управления;

• процедура подстройки является более простой;

• величина вносимого корректирующим устройством фазового сдвига может достигать 175 градусов;

• подстройка корректирующего устройства может быть использована в качестве дополнительного средства системы управления с адаптивным ПИД-регулятором.

В третьей главе проведен анализ структур нечетких регуляторов. Разработана структура адаптивного корректирующего устройства с фазовым опережением с подстройкой на основе аппарата нечеткой логики.

Для настройки корректирующего устройства использована лингвистическая переменная "Значение интегрального критерия качества", терм-множество которой является следующим: {"малый", "средний" "большой"}. Для фазификации и дефазификации использованы кусочно-линейные функции.

Процесс подстройки корректирующего устройства с фазовым опережением, входящим в состав системы управления объектом с передаточной функцией (2), реализуемый на основе аппарата нечеткой логики, иллюстрируется рисунком 11.

Рисунок 11 - Кривые и характер изменения выходной координаты объекта управления в процессе подстройки корректирующего устройства

Параметры объекта управления и настройки регулятора соответствуют системе, описанной во второй главе.

Проведенные исследования показали, что наиболее эффективно рассмотренный выше способ подстройки корректирующего устройства может быть применен для систем управления, не допускающих длительную подстройку параметров корректирующего устройства.

Предложена адаптивная система с реконфигурируемым корректирующим устройством, структура которого представлена на рисунке 12.

«Ратификация Бдо чряън.1

1

ЬАК Логический ИММ.1

БЛОК АДАПТАЦИИ

Л^фамфнкяиня

ЗЛИ

Н КУ.У.1

КУ.Уч» Ц4^'

<4

л и

Рисунок 12 - Структура адаптивной системы с реконфигурируемым корректирующим устройством

На рисунке 12 использованы следующие обозначения: БКУ-блок корректирующих устройств; КУ-корректирующее устройство определенного типа; К1, К2 - ключи, предназначенные для параллельного или последовательного включения КУ; РЕГ-регулятор; ОУ-объект управления; ГПС-генератор пробных сигналов; ¿-сигнал, определяющий тип используемого корректирующего устройства; БАК-блок анализа качества САР; /т-сигнал, определяющий текущие параметры корректирующего устройства; ^-параметр, определяющий тип адаптивного корректирующего устройства, активного в текущий момент времени.

В состав БКУ включены следующие корректирующие устройства:

• корректирующее устройство с амплитудным подавлением;

• корректирующее устройство с фазовым опережением;

• корректирующее устройство с форсирующим свойством.

Разработана база правил, определяющая веса корректирующих устройств, в зависимости от численного значения интегрального критерия качества.

Выбор корректирующего устройства, включаемого в состав системы управления, производится на основе дефазификации по методу максимума.

В четвертой главе представлена методика синтеза систем автоматического регулирования, реализованных на базе адаптивных корректирующих устройств. Методика содержит этапы синтеза, рекомендации по выбору типа корректирующего устройства, способы определения диапазонов изменения параметров настройки корректирующих устройств, методы оценки устойчивости САР.

В основу способов определения диапазона изменения параметров корректирующих устройств положен корневой метод. Параметры первоначальной настройки корректирующих устройств предложено определять на основе логарифмических частотных характеристик.

Приведена модель кожухотрубного теплообменника, используемого на производстве этилена в ООО "Томскнефтехим", и проведено исследование свойств системы регулирования температуры пироконденсата с псевдолинейными корректирующими устройствами с амплитудным подавлением и фазовым опережением. Показано, что применение корректирующих устройств улучшает качество переходного процесса, позволяет устранить перерегулирование, равное 20 процентам, и обеспечить устойчивость системы при изменении времени запаздывания объекта с 10 до 28 секунд.

В пятой главе описаны программные модули адаптивной коррекции, реализованные на основе устройств с амплитудным подавлением и фазовым опережением, составленные для контроллеров Ремиконт Р—130 и КРОСС-500.

Модули разработаны с применением языков функциональных блоков (БВО) и структурированного текста (БТ). Отладка модулей проведена на специализированных лабораторных стендах, состоящих из контроллеров и аналоговых вычислительных комплексов, имитирующих работу объектов управления.

В заключении приведены основные результаты и выводы по диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Представленная диссертационная работа описывает результаты исследований, направленных на разработку и программную реализацию адаптивных корректирующих устройств, применяемых в составе систем автоматического управления с ПИ и ПИД-регуляторами Основными результатами диссертационной работы являются следующие. 1. Осуществлена разработка псевдолинейных корректирующих устройств с фазовым опережением, изменяющимся в диапазоне от 0 до 175 градусов и псевдолинейного корректирующего устройства, обладающего форсирующим свойством.

2. Разработаны способы подстройки корректирующих устройств, основанные на оценке значения интегрального критерия качества и стабилизации АЧХ и ФЧХ на заданной частоте.

3. Предложен способ определения значения фазо-частотной характеристики разомкнутой системы по значениям амплитудно-частотных характеристик замкнутой системы и осуществлена проверка возможности реализации такого способа.

4. Разработана структура системы управления с адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством, обладающим форсирующим свойством, и проведено исследование этой системы, в результате которого даны рекомендации по эффективности применения такого устройства.

5. Разработана структура системы управления с адаптивным корректирующим устройством и способ подстройки параметра корректирующего устройства, реализованный на основе аппарата нечеткой логики.

6. Предложено реконфигурируемое корректирующее устройство и процедура реконфигурации, основанная на оценке интегрального критерия качества.

7. Разработаны программные модули адаптивной коррекции для промышленных микропроцессорных контроллеров Ремиконт Р—130 и КРОСС-500.

8. Разработана инженерная методика синтеза САР с адаптивными корректирующими устройствами.

Разработанные адаптивные корректирующие устройства и их программные реализации могут быть использованы как в промышленных системах управления объектами с интервально-меняющимися параметрами, так и в системах со стационарными параметрами. В последнем случае, требуется разовая подстройка корректирующего устройства, осуществляемого при включении системы управления в работу.

Результаты диссертационной работы представлены в научных журналах и материалах международных и Всероссийских конференций. Всего по теме диссертации опубликовано 28 работ, основные из которых приведены ниже.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Скороспешкин М.В. Применение псевдолинейного адаптивного корректирующего устройства в системе регулирования температуры в кожухотрубном теплообменнике. // XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» / Сборник трудов в 3 томах. - Т. 2. -Томск: Изд-во ТПУ, 2009. - 338 с. - С. 282-283.

2. Скороспешкин М.В. Программная реализация адаптивного корректирующего устройства на контроллере КРОСС-500. // Технологии

Microsoft в теории и практике программирования. Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 17-18 марта 2009 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009. -340 с.-С. 337-338.

3. Скороспешкнн М.В. Адаптивное двухканальное корректирующее устройство для систем автоматического регулирования. И Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 312. - №5. - С. 52 -57.

4. Скороспешкнн М.В. Адаптивная линейная система автоматического регулирования со стабилизацией частотных характеристик // Современные техника и технологии: Труды XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск.: Изд-во ТПУ, 2008 - Т. 2. - С. 384 - 385.

5. Скороспешкнн М.В. Адаптивная система автоматического регулирования со стабилизацией частотных характеристик // Молодежь и современные информационные технологии: Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Томск.: Изд-во ТПУ, 2008. - С. 395-396.

6. Скороспешкнн М.В. Исследование способов подстройки коэффициентов псевдолинейных корректирующих устройств в адаптивных системах управления с ПИД-регуляторами. // XIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», 26 - 30 марта 2007 г. Труды в 3-х т. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007 - Т.2. - С. 433-434.

7. Скороспешкнн М.В., Савинков А.С. Программная реализация псевдолинейного корректирующего устройства на микропроцессорном контроллере КРОСС. // Молодежь и современные информационные технологии. Сборник трудов V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007.-С. 437-438.

8. Скороспешкнн М.В., Цапко Г.П. Адаптивный корректор динамических характеристик систем автоматического регулирования. // РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА// Двенадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов в 3-х т. - М.: МЭИ, 2006. Т.1. - С. 498-499.

9. Скороспешкнн М.В. Программная реализация корректора динамических характеристик систем автоматического регулирования с амплитудным подавлением на промышленном микропроцессорном контроллере КРОСС. // Составляющие научно-технического прогресса: сборник материалов 2-й международной научно-практической конференции.-Тамбов: Першина, 2006.-С. 141-143.

10. Скороспешкнн М.В. Адаптивный линейный нечеткий корректор динамических свойств систем автоматического регулирования. В кн. XII

Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Труды в 2-х т. -Томск: Изд-во ТПУ, 2006 -Т.2. -С. 162-165.

11. Скороспешкин М.В. Нелинейный цифровой адаптивный корректор. // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике.-Материалы VI Всерос. науч.-техн. конф. -Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2006. - С. 189-191.

12. Скороспешкин М.В. Адаптивные псевдолинейные корректоры динамических характеристик систем автоматического регулирования II Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Т. 309. - №7. -С. 172-176.

13. Скороспешкин М.В. Адаптивный нечеткий фазовый корректор систем автоматического регулирования // Материалы VI Международной научной конференции (2-3 марта 2006 г.): В 4 ч. / Кемеровский государственный университет. Беловский институт (филиал). - Белово: Беловский полиграфист, 2006 - Ч. 1. - С. 546-550.

14. Скороспешкин М.В. Адаптивный многорежимный цифровой регулятор // Наука и образование: Материалы VI Международной научной конференции (2-3 марта 2006 г.): В 4 ч. Кемеровский государственный университет. Беловский институт (филиал). - Белово: Беловский полиграфист, 2006 - Ч. 1. - С. 550-552.

15. Скороспешкин М.В. Программная реализация корректора динамических характеристик систем автоматического регулирования на контроллере Ремиконт Р-130. // НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ. Материалы всероссийской научной конференция молодых ученых в 7-ми частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. Часть 2. - 250с.

16. Скороспешкин М.В. Цифровой адаптивный фазовый корректор динамических характеристик систем автоматического регулирования. В кн. Современные проблемы математики и вычислительной техники: материалы IV республиканской научной конференции молодых ученых и студентов. — Брест: УО "БГТУ". - 2005. - С. 108-110.

17. Скороспешкин М.В. Цифровой адаптивный регулятор. // Сборник научных трудов. Вып. 19. Физико-математические науки. / Сургут. Гос. Ун-т. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2004. - С. 110-114.

Подписано к печати 09.11.2009. Формат 60x84/16. Бумага «Снегурочка» Печать XEROX. Усл. печ. л. 1,22. Уч.-изд. л. 1,10.

_Заказ 1348-09. Тираж 110 экз._

Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2008

ИЗДАТЕЛЬСТВО Ж ТПУ. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru

Введение.

1.1.ктура и принципы построения адаптивных систем управления.

1.2. Структура и принципы построения адаптивных систем с подстраиваемым корректирующим устройством.

1.3. Анализ корректирующих устройств.

1.3.1. Линейные корректирующие устройства.

1.3.2. Нелинейные и псевдолинейные корректирующие устройства.

1.3.3. Корректирующие устройства с запоминанием экстремума.

1.4. Выбор корректирующих устройств и механизмов адаптации.

2. Разработка и исследование систем автоматического управления с адаптивными корректирующими устройствами.

2.1. Разработка и исследование свойств корректирующих устройств с запоминанием экстремума производной от входного сигнала.

2.2. Разработка и исследование свойств систем управления с адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством с амплитудным по давлением.

2.3. Разработка и исследование свойств систем управления с адаптивным корректирующим устройством с фазовым опережением.

2.4. Разработка и исследование свойств систем управления с корректирующим устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы.

2.5. Разработка и исследование свойств систем управления с частотно-независимыми корректирующими устройствами.

3. Адаптивные корректирующие устройства, работающие на основе аппарата нечеткой логики.

3.1. Анализ структур нечетких регуляторов.

3.2. Разработка структуры и способа адаптации нечеткого корректирующего устройства.

3.3. Разработка и исследование системы управления с нечетким реконфигурируемым корректирующим устройством.

4. Методика синтеза систем автоматического управления, реализованных на базе адаптивных корректирующих устройств. Адаптивная коррекция в системе регулирования температуры на выходе кожухотрубного теплообменника в технологическом процессе производства этилена.

4.1. Методика синтеза систем автоматического управления, реализованных на базе адаптивных корректирующих устройств.

4.2. Система регулирования температуры на выходе кожухотрубного теплообменника процесса производства этилена в ООО «Томскнефтехим».

5. Программная реализация адаптивных корректирующих устройств.

5.1. Программная реализация системы управления с адаптивным корректирующим устройством с амплитудным подавлением на контроллере Ремиконт Р—130.

5.2. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим устройством с фазовым опережением.

5.2.1. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим устройством с фазовым опережением на контроллере Ремиконт Р—130.

5.2.2. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим устройством с фазовым опережением на контроллере КРОСС-500.

Актуальность работы. Современные системы автоматизации технологических процессов в большинстве случаев строятся на базе промышленных микропроцессорных контроллеров. При этом широко используются такие отечественные микропроцессорные контроллеры, как Ремиконт Р—130, контроллеры серии КРОСС-500, ТРАССА—500, Ломиконт, Элси-Т, контроллеры серии Эмикон и другие, выполняющие функции контроля, управления, сигнализации и защиты.

Применение для управления технологическими параметрами микропроцессорных контроллеров позволяет в системах автоматического управления (САУ) реализовывать не только традиционные законы управления, такие как П, ПИ, ПИД, но и более сложные, к числу которых можно отнести законы, реализуемые в регуляторах Ресвика, Смита, апериодических регуляторах, регуляторах с минимальной, дисперсией [25]. Наличие микропроцессорных контроллеров необходимо и для'реализации оптимальных [14] и так называемых интеллектуальных регуляторов, к числу которых относятсярегуля-торы, функционирующие на основе аппарата нечеткой-логики и нейронных сетей [21, 32, 91]. Большой интерес к цифровым законам управления объясняется возможностью повышения качества управления и возможностью-изменения в процессе работы параметров настройки регуляторов, а при необходимости и закона управления.

Реализация систем управления на базе микропроцессорных контроллеров} позволяет кроме регуляторов применять и корректирующие устройства (КУ), необходимые для достижения1 требуемых показателей качества САУ. Среди корректирующих устройств особое место занимают нелинейные и псевдолинейные устройства [24, 39, 47, 49, 58» 93, 104, 105]. Особенностью^ псевдолинейных корректирующих устройств по отношению к линейным является возможность независимо друг от друга менять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) и фазо-частотную характеристику (ФЧХ). От нелинейных корректирующих устройств псевдолинейные устройства отличаются тем, что их частотные характеристики не зависят от амплитуды входного сигнала [47].

Существенной практической проблемой автоматического управления является нестационарность параметров объекта управления (ОУ). В условиях, когда происходит изменение свойств управляемого объекта, первоначальные настройки регуляторов не обеспечивают требуемого качества, а в некоторых случаях и устойчивости систем управления. Большую чувствительность по устойчивости и качеству управления к изменению свойств объекта управления имеют большинство параметрически оптимизируемых регуляторов. В таких случаях применяются адаптивные системы управления.

Проблеме адаптивного управления посвящено достаточно много работ, в том числе и фундаментальных [3, 4, 5, 7, 9, 27, 31, 33 ,35], но интерес к этой проблеме в настоящее время лишь,усилился, что' объясняется освоением и выпуском отечественными приборостроительными предприятиями свободно программируемых контроллеров'и их относительно не высокой-стоимостью. Использование таких контроллеров в системах управления позволяет обеспечить эффективное управление объектами с нестационарными параметрами при наличии соответствующих законов. Второй причиной повышенного внимания к адаптивным системам является то, что они создаются как интеллектуальные с применением современных математических аппаратов, основанных на использовании нечеткой логики, нейронных сетей, синергетики, применение которых позволяет придать используемым регуляторам новые возможности [40, 56, 90,- 91, 92, 98; 135].

В^этой связи за* последние годы опубликовано большое число статей, посвященных адаптивным системам управления [2, 28, 29, 36, 38,- 46, 55, 89, 95, 102, 106; 108, 109].

Среди этих работ следует выделить статьи, в которых в качестве базового регулятора используются ПИ- и ПИД-регуляторы и их модификации, описанные в [17], и в процессе работы таких систем осуществляется подстройка коэффициентов этих регуляторов [2, 55, 95].

Данные регуляторы широко используются во всем мире. До 90 процентов регуляторов, находящихся в эксплуатации, являются ПИД-регуляторами [111, 112]. С каждым годом число публикаций, связанных с применением этих регуляторов, увеличивается [128, 132].

Построение адаптивных систем на базе ПИД-регуляторов является вполне оправданным в тех случаях, когда для автоматизации применяются микропроцессорные контроллеры, в составе алгоритмического обеспечения которых имеются отлаженные и надежно работающие ПИД-алгоритмы. В этом случае процесс синтеза адаптивного управляющего устройства заметно упрощается. Речь идет о системах управления объектами, свойства которых в момент включения известны или определяются в процессе работы, и в которых ПИД-регулятор обеспечивает требуемое качество управления.после подстройки его коэффициентов. При этом моменты подстройки и методы подстройки весьма разнообразны [2, 37] и, в большинстве случаев, являются достаточно сложными. В качестве примеров можно назвать методы настройки, основанные на идентификации объекта управления, которая осуществляется различными методами [37, 46, 94, 123] и требует подачи на объект управления специального воздействия, а также наличия заграждающих и полосовых фильтров, которые ухудшают динамические свойства систем, управления-. При подстройке ПИД-регулятора в настоящее время применяются как классические методы, так и аппараты нечеткой логики и нейронных, сетей, что позволяет придать таким регуляторам новые свойства [28, .40^ 56, 100].

Однако возможности адаптивных ГШД-регуляторов; весьма ограничены. Они не обеспечивают устойчивости и требуемого качества управления при изменении свойств объекта управления в широких пределах.

В то же время, известно, что псевдолинейное фазоопережающее корректирующее устройство позволяет увеличить запас устойчивости по амплитуде до 60 дБ и обеспечить устойчивость системы управления объектом четвертого порядка с тремя интегрирующими звеньями при изменении статического коэффициента передачи объекта в 300 раз [47, с. 274].

В этой связи перспективным методом разработки адаптивных систем управления является метод, основанный на применении псевдолинейных корректирующих устройств, коэффициенты которых подстраиваются в процессе работы на основании реакции объекта управления на идентификационное или диагностическое воздействие.

Предметом исследования настоящей работы является разработка алгоритмов управления, основанных на применении ПИ-, ПИД-регуляторов и адаптивных псевдолинейных корректирующих устройств, для объектов с нестационарными параметрами. Или, другими словами, — разработка алгоритмов, обеспечивающих адаптивное управление, и их программная реализация на базе промышленных микропроцессорных контроллеров.

Применение адаптивного управления, основанное на использовании адаптивного корректирующего устройства и регулятора с неизменяемыми в процессе работы параметрами, легко реализуемо-на промышленных микропроцессорных контроллерах, как в уже функционирующих системах управления, так и в проектируемых, и обеспечивает поддержание в процессе работы системы необходимого запаса устойчивости и требуемого качества. Причем включение адаптивного псевдолинейного корректирующего устройства в цепь управления последовательно регулятору позволяет сохранить заданные настройки регулятора, но при этом обеспечивает повышение запаса устойчивости и улучшение качества управления.

Область применения систем управления с адаптивным корректирующим устройством может быть достаточно широкой. В частности, это:

1. Системы управления объектами с интервально-определенными параметрами, в которых гарантируется устойчивость, но не обеспечивается приемлемое качество.

2. Системы управления с ПИД-регуляторами, в которых для обеспечения устойчивости приходится ограничивать управляющее воздействие, что крайне отрицательно сказывается на качестве управления.

3. Системы управления со стационарными параметрами, но с настройками регуляторов, не обеспечивающих требуемое качество.

Учитывая, что порядок большинства промышленных объектов управления не превышает четырех, в работе рассматриваются объекты второго, третьего и четвертого порядка.

Таким образом, актуальность темы диссертации заключается в необходимости разработки простых в реализации адаптивных корректирующих устройств, обеспечивающих требуемый запас устойчивости и качество управления в системах управления объектами второго, третьего и четвертого порядка с нестационарными параметрами, построенных на базе ПИД-регуляторов и реализованных с помощью промышленных микропроцессорных контроллеров.

Цель работы и задачи исследования. Разработка, исследование и программная реализация на базе промышленных микропроцессорных контроллеров адаптивных псевдолинейных корректирующих устройств.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Произведен выбор корректирующих устройств, обеспечивающих независимое изменение амплитудной и фазовой частотных характеристик, и проведено исследование их свойств и возможности использования в составе адаптивной системы.

2. Осуществлена^ разработка псевдолинейных корректирующих устройств с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от Одо 175 градусов, и осуществлена разработка псевдолинейного корректирующего устройства, обладающего форсирующим свойством.

3. Разработаны способы подстройки корректирующих устройств, основанные на оценке интегрального критерия на заданном временном интервале и текущей оценке значений АЧХ и ФЧХ объекта управления.

4. Разработаны структуры и проведено исследование свойств систем управления с псевдолинейными корректирующими устройствами с амплитудным подавлением и фазовым опережением, корректирующими устройствами с запоминанием экстремума, а также псевдолинейным корректирующим устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы. На основании результатов исследования выработаны рекомендации по применению данных устройств в составе адаптивных систем управления.

5. Разработан способ реализации псевдолинейной коррекции, основанный на выборе типа адаптивного корректирующего устройства с помощью аппарата нечеткой логики.

6. Для промышленных контроллеров. КРОСС-500 и Ремиконт Р—130 разработано'программное обеспечение; реализующее адаптивное управление -на основе "подстройки корректирующих устройств. •

7. Разработана инженерная методика синтеза САУ с адаптивными . корректирующими устройствами.

Методы исследования. При решении задач, поставленных в диссертации, использовались методы-теории автоматического управления, нечеткой логики, методы цифровой обработки информации, теория идентификации, методы математического имитационного моделирования с использованием инструментальных средств', автоматизации математических и инженерных вычислений MatLab (Simulink) 6.5, MathCAD14.

Научную новизну полученных в работе результатов определяют:,

1. Способ адаптивного управления, основанный на применении ГШД-регулятора с постоянными-параметрами-и подстраиваемым* корректирующим устройством.

2. Способ" адаптивного управления, основанный на применении

ПИД-регулятора с постоянными параметрами и псевдолинейного корректирующего устройства с раздельными каналами для амплитуды и фазы с подстройкой его параметров на основе стабилизации значения АЧХ и ФЧХ на заданной частоте.

3. Адаптивные корректирующие устройства с запоминанием экстремума производной от входного сигнала, обеспечивающие фазовое опережение, меняющееся в диапазоне от 0 до 175 градусов и форсирующее псевдолинейное корректирующее устройство.

4. Адаптивное псевдолинейное корректирующее устройство с подстройкой параметров на основе аппарата нечеткой логики.

5. Реконфигурируемое псевдолинейное корректирующее устройство.

Достоверность результатов. Обоснованность и достоверность полученных результатов и зависимостей обеспечивается их соответствием теоретическим положениям теории автоматического управления и теории адаптации; соответствием результатов, определенных теоретическим путем, результатам, полученным экспериментально на основе программной реализации алгоритмов адаптации на базе промышленных микропроцессорных контроллеров КРОСС—500 и Ремиконт Р-130 и проверкой работоспособности на лабораторном комплексе в режиме реального времени. А также согласованием результатов экспериментов, полученных с помощью разработанного программного обеспечения, с результатами расчетов с помощью широко распространенных программных продуктов MathCAD и MatLab (Simulink).

Практическая ценность и реализация результатов работы. Практически значимыми являются разработанные структуры систем адаптивного управления, основанные на использовании псевдолинейных корректирующих устройств, программные модули адаптивной коррекции динамических свойств систем автоматического управления, а также инженерная методика синтеза системы управления с адаптивным корректирующим устройством. Программные модули и методика синтеза системы управления с адаптивным корректирующим устройством используются в ООО «Томскнефтехим» (г. Томск), ООО «Кавенит» (г. Томск), в Томском политехническом университете. Внедрение результатов подтверждается соответствующими актами, приведенными в приложении.

Прикладная значимость полученных алгоритмов адаптации заключается в их универсальности и достаточно хорошей работоспособности в условиях существования априорной неопределённости для объектов, функционирование которых подвержено действию внешних возмущений, при наличии у объектов запаздывания и параметрической нестационарности. При этом предлагаемые алгоритмы адаптации обладают относительной простотой и не требуют для реализации больших вычислительных ресурсов и способны работать в режиме реального времени.

На защиту выносятся:

1. Структура5 адаптивной системы управления с ПИД-регулятором, имеющимг постоянные настройки, и адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством.

2. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметра псевдолинейного корректирующего устройства, с амплитудным подавлением.

3. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметра псевдолинейного корректирующего устройства с фазовым опережением.

4. Способ адаптивного управления, основанный на подстройке параметров псевдолинейного корректирующего устройства с амплитудным и фазовым^ каналами.

5. Методика-синтеза систем-управления с ПИД-регулятором № адаптивным реконфигурируемым корректирующим устройством.

6. Методика определения значения ФЧХ объекта управления на фиксированной частоте по значениям АЧХ.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались:

• на Всероссийских научных конференциях молодых ученых: «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2003-2006 гг.);

• VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Новые информационные технологии. Разработка и аспекты применения» (г. Таганрог, 2003 г.);

• IV республиканской научной конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы математики и вычислительной техники» (г. Брест, 2005 г.);

• Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (г. Оренбург,

2005 г.);

• IV, V, VI Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные' информационные технологии» (г. Томск, 2006-2008 гг.):

• Всероссийской научно-технической конференции студентов; аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР - 2006» (г. Томск,

2006 г.);

• XII- международной^ научно-технической' конференции, студентов и аспирантов- «Радиоэлектроника, электротехника; и, энергетика»: (г. Москва, 2006 г.);

• П-й международной научно-практической конференции «Составляющие научно-технического прогресса» (г. Тамбов, 2006 г.); .

• XII; XIЩ XIV, XV мeждyнapoдныx научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск. 2006-2009тг.);

• VI Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (г. Чебоксары, 2006 г.);

• VI международной научной конференции «Наука и образование» (г. Белово, 2006 г.);

• X международной научной конференции «Решетневские чтения» (г. Красноярск, 2006 г.);

• V Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (г. Оренбург, 2006 г.);

• IV международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2006» (г. Калининград, 2006 г.);

• VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (г. Томск, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 работ. Основные результаты получены, автором самостоятельно и опубликованы без соавторов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 135 наименований'и пяти приложений. Объем основного текста диссертации составляет 205 страниц машинописного текста, иллюстрированного 136 рисунками и 6 таблицами.

Выводы

1. Разработаны программные модули для контроллера Ремиконт Р-130, реализующие адаптивную коррекцию с применением корректирующих устройств с амплитудным подавлением и фазовым опережением.

2. Разработана программа для контроллера КРОСС-500, реализующая адаптивную коррекцию с применением псевдолинейного корректирующего устройства с фазовым опережением. Программа составлена с применением языков программирования FBD и ST и характеризуется простотой и надежной работой.

3. Программы отлажены на учебно-научных лабораторных стендах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена актуальной в настоящее время теме разработки и программной реализации адаптивных корректирующих устройств, применяемых в составе систем автоматического управления с ПИД-регуляторами.

Основная цель состояла в разработке корректирующих устройств, обеспечивающих независимую друг от друга корректировку АЧХ и, ФЧХ в широком диапазоне, и в поиске способов реализации процедуры подстройки корректирующих устройств.

Обобщая изложенные выше положения, можно сделать следующие выводы:

1. Осуществлена разработка псевдолинейных корректирующих устройств с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 175 градусов, и псевдолинейного корректирующего устройства, обладающего форсирующим свойством.

2. Разработаны способы подстройки корректирующих устройств, основанные на оценке значения интегрального критерия качества и стабилизации АЧХ и ФЧХ на заданной частоте.

3. Проведено исследование свойств систем управления с адаптивными корректирующими устройствами. В результате исследования показана работоспособность и эффективность таких систем.

4. Предложен способ определения значения фазо-частотной характеристики разомкнутой системы по значениям амплитудно-частотных характеристик замкнутой системы и осуществлена проверка возможности реализации такого способа.

5. Разработана структура системы управления с адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством, обладающим форсирующим свойством, и проведено исследование этой системы, в результате которого даны рекомендации по эффективности применения такого устройства.

6. Разработана структура системы управления с адаптивным корректирующим устройством и способ подстройки параметра корректирующего устройства на основе аппарата нечеткой логики.

7. Предложено реконфигурируемое корректирующее устройство и процедура реконфигурации, основанная на оценке интегрального критерия качества.

8. Разработаны программные модули адаптивной коррекции для промышленных микропроцессорных контроллеров Ремиконт Р-130 и КРОСС-500.

9. Разработана инженерная методика синтеза САУ с адаптивными корректирующими устройствами.

Разработанные адаптивные корректирующие устройства и их программные реализации могут быть использованы как в промышленных системах управления объектами с интервально-меняющимися параметрами, так и в системах со стационарными параметрами. В последнем случае требуется разовая подстройка корректирующего устройства, осуществляемая при включении системы управления в работу.

1. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления / Я.Я. Алексанкин, А.Э. Бржозовский, В.А. Жданов; под ред. В.В. Солодовникова // -М.: Машиностроение, 1990. 232 с.

2. Адаптивная настройка систем управления с ПИД-регуляторами в условиях информационной неопределенности / Солдатов В.В., Ухаров П.Е. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М. - 2004. - №8. - С. 16-20.

3. Адаптивные системы автоматического управления: учеб. пособие / Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР; под ред. В. Б. Яковлева.// JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. - 202 с.

4. Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы: учеб. пособие / А. Г. Александров. М.: Высш. шк., 1989. - 262 с.

5. Бессекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. 4-е1 изд., перераб. и доп. - СПб.: Профессия, 2004. - 747 с.

6. Бессекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. М.: Наука, 1987. - 320 с.

7. Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом / В. Н. Буков. М.: Наука, 1987. - 230 с.

8. Вадутов О.С. Адаптивные системы автоматического управления -Томск: Изд-во ТПИ, 1991.-95 с.

9. Воронов А.А., Рутковский В.Ю: Современное состояние и перспективы развития адаптивных систем // Вопросы кибернетики. Проблемы теории и практики адаптивного управления. — Ml: Научный совет по кибернетике АН СССР,,1985. С. 5 - 48.

10. Герман-Галкин G.F. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков,

11. Н.И. Чечерин. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. - 248 с.

12. Голубятников В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М.: Химия, 1991. - 478 с.

13. Гостев В. И. Замкнутые системы с периодически изменяющимися параметрами. Инженерные методы анализа и расчета / В. И. Гостев, П. И. Чинаев. М.: Энергия, 1979. - 272 с.

14. Гостев В.И., Гусовский С.В. Корректирующие устройства ватоматики на несущей частоте переменного тока: Справочник. К.: Тэхника, 1981.-208 с.

15. Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами: Справочник. К.: Тэхника, 1990. - 280 с.

16. Деменков Н.П. Язык нечеткого управления // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. -М.-2005.-№5. -С. 30-36.

17. Деменков Н.П. Использование пакета MatLab для реализации нечеткого управления // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 1999. - №8. - С. 29-32.

18. Денисенко В.А. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Современные технологии автоматизации. 2007. - №1. - С. 78 -88.

19. Деревицкий Д.П., Фрадков А.Л. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления. М.: Энергоиздат, 1981. - 246 с.

20. Дорф Р. Современные системы управления / Р; Дорф, Р. Бишоп; пер. с англ. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. — 832 с.

21. Дьяков А.Ф. Микропроцессорная автоматика и-релейная защита электроэнергетических систем. М.: Издат. дом-МЭИ; 2008. - 336 с.

22. Ерофеев А.А. Интеллектуальные системы управления: учеб. пособие / А.А. Ерофеев, А.О. Поляков; Санкт-Петербургский, государственныйтехнический университет. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - 264 с.

23. Зайцев Г.Ф., Стеклов В.К. Компенсация естественных нелинейностей автоматических систем. М.: Энергоиздат, 1892. - 96 с.

24. Зайцев А.П. Основы теории автоматического управления: учеб. пособие / А.П. Зайцев; Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во ТПУ, 2000. 152 с.

25. Зельченко В.Я., Шаров С.Н. Нелинейная коррекция автоматических систем. Л.: Судостроение, 1981. — 167 с.

26. Изерман Р. Цифровые системы управления: пер. с англ. / Р. Изерман.— М.: Мир, 1984.-541 с.

27. Катков М.С. Непрерывные системы адаптивного управления с идентификаторами. -М.: Мир книги, 1992. -385 с.

28. Ким Д.П. Теория автоматического управления: учеб. пособие. Т. 2: Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. / Д. П. Ким. Ml: Физматлит, 2004. - 464 с.

29. Коломейцева М.Б. Синтез адаптивной системы управления на базе нечёткого регулятора для многомерного динамического объекта / М.Б. Коломейцева, Д.Л. Хо // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика: М. - 2002. - № 3. - С. 34 - 37.

30. Коломейцева1 М.Б. Адаптивные системы управления, динамическими объектами на базе нечетких регуляторов,/ М.Б. Коломейцева, Д.Л. Хо М.: Компания Спутник+, 2002. 219 с.

31. Коновалов Г.Ф; Радиоавтоматика. М.: Высш. шк., 1990: - 335 с.

32. Кориков А.М'. Основы теории управления: учеб. пособие / А'.М: Кориков; Томский ,государственный университет систем управления и радиоэлектроники. Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 391 с.

33. Круглов BiB., Дни М;И;, Голунов Р.Ю. Нечеткая логика И'искусственные нейронные сети. М.: Физматлит, 2001'. - 224 с.

34. Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы: учеб. пособие /

35. П.В. Куропаткин. М.: Высш. шк., 1980. - 287 с.

36. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MatLab и fuzzy TECH. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 719 с.

37. Лурье Б.Я. Классические методы автоматического управления / Б.Я. Лурье, П.Д. Энрайт; под ред. А.А. Ланнэ. СПб.; БХВ-Петербург, 2004.-624 с.

38. Мазуров В.М. Развитие технологий адаптивного управления в SCADA в системе Trace Mode // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М. - 2002. - №1. - С. 28 - 33.

39. Мазуров В.М., Кондратьев В.В. Адаптивный ПИД-регулятор с частотным разделением каналов управления и самонастройки. // Приборы и системы управления. М. - 1995. — №1. - С. 33 - 35.

40. Мазуров В.М. Развитие технологий адаптивного управления в Trace Mode 5 / В.М. Мазуров, А. В. Спицын // Промышленные контроллеры АСУ: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. -М.-2002.-№ 1.-0:23-24.

41. Методы автоматизированного проектирования нелинейных систем / Ю.И. Топчеев. -М.: Машиностроение, 1993. 575 с.

42. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления: Учебник / под ред. Н.Д. Егупова; изд. 2-е, стереотипное. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 744 с.

43. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы: учеб. пособие / И.В: Мирошник. СПб.: Питер, 2005. - 334 с.

44. Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков.А.Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. — СПб.: Наука, 2000.-410 с.

45. Мирошник И:В; Теория- автоматического управления: Нелинейные и оптимальные системы. СПб.: Питер, 2006 - 272 с.

46. Михалев А.С. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока / А.С. Михалев, В.П. Миловзоров. М.: Энергия, 1979. - 159 с.

47. Моисеев А.А. Реализация корректирующих звеньев встроенными функциями САПР ТПТС / А.А. Моисеев // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2004. - № 10.-С. 21-24.

48. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления./ Ю.И.Топчеев. М.: Машиностроение, 1971. - 466 с.

49. Олссон Г. Цифровые системы автоматизации и управления / Г. Олссон, Д. Пиани. 3-е изд., перераб! и доп. - СПб.: Невский Диалект, 2001. -556 с.

50. Ротач В.Я. Возможен ли синтез нечетких регуляторов с помощью теории нечетких множеств // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2004. -№ 1.-С. 33-34.

51. Ротач В.Я., Феданов А.Н. Адаптация в системах управления технологическими процессами // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2005. -№ 1. - С. 4- 10.

52. Ротач В.Я. О фази-ПИД-регуляторах // Теплоэнергетика. 1999. - №8. -С.32-36.

53. Ротач В. Я. О фази-ПИД-регуляторах//Теплоэнергетика. 2001. - №10. -С. 39-42.

54. Руководство по проектированию систем автоматического управления / Бесекерский В.А. -М.: Высш. шк., 1983. 296 с.

55. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебник для вузов. 2-е изд. СПБ.: Питер, 2007. - 751 с.

56. Скороспешкин М.В., Цапко Г.П. Цифровая адаптивная система // Всероссийская науч. конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» / Сб. тр. Т. 2. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - С.

57. Скороспешкин М.В. Двухрежимный адаптивный цифровой регулятор // Всероссийская науч. конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» / Сб. тр. Т. 2. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. -С. 30-32.

58. Скороспешкин М.В. Цифровой адаптивный регулятор // Сургут. Гос. ун-т. / Сб. науч. тр. Вып. 19: Физико-математические науки. Сургут: Изд-во СурГУ, 2004. - С. 110-114.

59. Томск: Изд-во ТЕГУ, 2006: - С. 162-165.

60. Скороспешкин М.В. Нелинейный- цифровой^ адаптивный корректор // VI' Всероссийская,- науч.-технич. конференция «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» / Сб. тр. — Чебоксары:

61. Изд-во Чуваш, ун-та, 2006. С. 189-191.

62. Скороспешкин М.В. Адаптивные псевдолинейные корректоры динамических характеристик систем автоматического регулирования // Известия Томского политехнического университета. 2006. - Т. 309- — №7. -С. 172-176.

63. Скороспешкин М.В. Адаптивный нечеткий фазовый корректор систем автоматического регулирования // VI международная науч. конференция «Наука и образование» / Сб. тр. Ч. 1. - Белово: Беловский полиграфист, 2006. - С. 546-550.

64. Скороспешкин М.В. Адаптивный многорежимный цифровой регулятор // VI международная науч. конференция «Наука и образование» / Сб. тр. Ч. 1. - Белово: Беловский полиграфист, 2006. - С. 550-552.

65. Скороспешкин М.В. Адаптивный апериодический регулятор // X международная науч. конференция «Решетневские чтения» / Сб. тр. -Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. — 2006. — С. 268 — 269.

66. Скороспешкин М.В. Апериодические цифровые регуляторы //.V Всероссийская науч.-практич. конференция «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» / Сб. тр. — Оренбург: ШЖ ГОУ ОГУ, 2006. С. 229 - 232.

67. Скороспешкин М.В. Адаптивное двухканальное корректирующее устройство для систем автоматического регулирования // Известия Томского политехнического университета. 2008. — Т. 312. - №5. - С. 5257.

68. Соболев О.С. О проблемах адаптивного управления промышленных процессов / О.С. Соболев // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2004. -№ 10. — С. 7-9.

69. Соболев О.С. О применении методов искусственного интеллекта в системах управления / О.С. Соболев // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный, научно-технический ^производственный журнал. М. -2003.-№ 12.-С. 35-36.

70. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления / под ред. А.А.Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.-4 2.-559 с.

71. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем / под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. -Ч 3. - 656 с.

72. Соколова Н.В., Шароватов В.Т. Синтез нелинейных корректирующих устройств. — Л. :Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. — 112 с.

73. Справочник по теории.автоматического управления / А.А. Красовский. -М.:Наука,1987. — 712 с.

74. Страшинин Е.Э., Утешев К.А., Андреев Д.В. Адаптивный ПИ-регулятор для систем промышленной автоматизации // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2007. - № 5. - С. 15 - 19.

75. Суевалов Л.Ф. Справочник по расчетам судовых автоматических систем. Л.: Судостроение, 1989. - 408 с.

76. Теория автоматического управления / под ред. В.Б. Яковлева. // — М.:Высш. шк., 2003. 561 с.

77. Терехов В.А. Нейросетевые системы управления: учебное пособие для вузов / В.А. Терехов, Д.В. Ефимов, И.Ю. Тюкин. М.:Высш. шк., 2002. -183 с.

78. Тимофеев А.В. Адаптивные робототехнические комплексы. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 332 с.

79. Усков А.А. Принципы построения систем управления с нечеткой логикой // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика — М. — 2004.-№6.-С. 7-13.

80. Устойчивость адаптивных систем: Пер. с англ. / Андерсон Б., Битмит Р., Джонсон К. М.: Мир, 1989. - 263 с.

81. Феданов А. Н. Адаптивные обучающие системы: современное состояние и перспективы развития / А. Н. Феданов // Открытое образование: Научно-технический журнал. М. — 2003. - № 6. - С. 56 - 63.

82. Хлыпало Е.И. Нелинейные системы автоматического управления. Л.: Энергия, 1967.-451 с.

83. Хлыпало Е.И. Нелинейные корректирующие устройства в автоматических системах. Л.: Энергия, 1973. — 344 с.105: Хлыпало Е.И. Расчет и проектирование нелинейных корректирующих устройств в автоматических системах,- Л.: Энергоиздат, 1982. 272 с.

84. Цыкунов A.M. Адаптивное управление линейным динамическим объектом по-выходу с* векторным управляющим, воздействием // Промышленные АСУ и контроллеры. 2006. - №3: - С. 29 - 33.

85. Чураков Е.П. Оптимальные и адаптивные системы: учеб. пособие / Е. П. Чураков. — М.: Энергоатомиздат, 1987. 254 с.

86. Шубладзе A.M. Импульсные автоматически настраивающиеся регуляторы / A.M. Шубладзе, С.В. Гуляев, А.А. Шубладзе // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика М. - 2003. - № 2. - С. 21 -24.

87. Шубладзе A.M. Адаптивные автоматически настраивающиеся ПИД-регуляторы / А. М. Шубладзе, С. В. Гуляев, А. А. Шубладзе // Промышленные АСУ и контроллеры: Ежемесячный научно-технический производственный журнал. М. - 2003. - № 6. - С. 35 - 39.

88. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Л.: Энергия, 1975. -413 с.

89. Ang К., Chong G., Li Y. PID control system analysis, design, and technology // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2005. - Vol.13. - № 4. — pp. 559-576.

90. Astroem K., Hagglund T. Advanced PID control. ISA.: - 2006. - 460 p.

91. Bacciotti A., Rosier L. Liapunov functions and stability in control. Berlin e.a.: Springer, 2005. 236 pp.

92. Driankov D., Palm R. Advances in Fuzzy Control. Physica-Verlag. Hein-delberg. Germany. 1998.

93. Feuer A., Morse A. Adaptive control of single-input, single-output linear systems // IEEE Trans, on Automatic Control. 1978. - Vol. 23. - № 4. -557-569 pp.

94. Fradkov A., Stotsky A. Speed gradient adaptive algorithms for mechanical system // International journal of adaptive control and signal processing. -1992.-Vol. 6.- 211 -220 pp.

95. Ivai Z, Mizumoto I. Robust and simple adaptive control systems // Jnt. J. of Control. 1992. -Vol'. 55. -№ 6. - 1453-1470 pp.

96. Landau T. Adaptive control system: the Model Reference approach. -N.Y. Marcel Decker, 1979: - 406 pp.

97. Mamdani E. Fuzzy Control — a misconception of theory and application.

98. EE Expert A Fuzzy Logic Symposium 9 (4). - 1994.

99. Monopoli R. Model reference adaptive control with an augmented signal // IEEE Trans, on Automatic Control. 1974. - Vol. 19. - № 5. - 474 -484 pp.

100. Morse A. Global stability of parameter-adaptive controller systems // IEEE Trans, on Automat. Control. 1975. - Vol. 25. - №3. - 433 - 439 pp.

101. Morse A. High n order parameter tuners for adaptive control of nonlineary systems // Isidori A., Tarn T. (eds) Systems, Models ant Feedback: Theory and Applications. Birkhausor, 1992.-339 364 pp.

102. Narendra K., Kudva P. Stable adaptive schemes for system identification and control Part I, II // IEEE Trans. - 1974. - V. SMC - 4. - №6. - 542-560 pp.

103. Narendra K., Valavani L. Direct and indirect adaptive control // Automatica. 1979. - V 15. - №6 - 653 - 664 pp.

104. Narendra K., Annaswamy A. Stable Adaptive Systems. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989. - 236 p.

105. Narendra^ K., Lin Y., Valavani L. Stable,adaptive controller design. Part II: proof of stability // IEEE Trans, on Automat. Control. 1980. -V.25. №3.-440-448 pp.

106. Pedryez W., Comide F. An Introduction to Fuzzy Sets: Analysis and Design. MIT Press. Hardcover. 1998. 345 p.

107. Pham Т.,.Chen G. Introduction to.Fuzzy Sets, Fuzzy Logic and Fuzzy Control Systems. Lewis Publishers, 2000. - 352 p.

108. Singh K. System Design through MatLab, Control Toolbox and Simulink / K. Singh, G. Agnihotri. London.: Springer, 2001. - 480 p.

109. Quevedo J., Escobet T. Digital control: past, present and future of PID control // Proceedings of the IF AC Worcshop. Eds., Terrasa, Spain. 5 - 7 Apr. - 2000.

110. Zadeh L. Fuzzy sets. Information and Control.- Vol. 8 - 1965 - 338 -353 pp.

111. Zadeh L. Fuzzy logic. IEEE Transactions on Computers. - Vol. 21 - № 4. - 1988-83-93 pp.

112. Zak S. Systems and Control. New York, Oxford.: Oxford Univ. Press, 2003. -770 pp.